CN115400926B - 半导体激光器介电层以及半导体激光器的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种半导体激光器介电层以及半导体激光器的制作方法，用于半导体激光器的加工制程中，该制作方法包括：提供预备施作的半导体激光器或半导体激光器半成品；利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器或该半导体激光器半成品上；以及通过将涂布该可流动式介电材料的该半导体激光器或该半导体激光器半成品进行烘烤，以此于该半导体激光器或该半导体激光器半成品的表面上形成屏蔽层、钝化层或平坦化层。本发明利用超音波雾化喷涂技术并搭配可流动式介电材料，可以实现均匀涂布的涂层，经由不同的固化条件，可以组合出针对不同工艺用途，达成厚度、包覆性、致密性、抗湿、抗腐蚀能力极佳的介电层。

Description

半导体激光器介电层以及半导体激光器的制作方法
技术领域
本发明有关于一种半导体激光器介电层以及半导体激光器的制作方法，特别是指一种改良介电层加工程序的半导体激光器介电层以及半导体激光器的制作方法。
背景技术
半导体激光器在芯片制造上，尤其在光通信领域，会使用多道与介电层相关的工艺，无论是刻蚀用的屏蔽层，延长可靠度的钝化层，低介电系数，可降低寄生电容的平坦化层等等。以屏蔽层而言，一般常使用气相沉积方式(CVD)来制备，遇到高度或深度较大平台或沟槽时，边角容易有过蚀问题；以钝化层来说，容易有包覆性不佳以及薄膜小孔洞致使抗湿抗腐蚀能力较差等问题；以平坦化层来说，沉积薄膜厚度无法太厚，容易因应力产生剥落或裂开等问题。
在半导体激光器芯片工艺中，针对不同应用，会有多道工艺需要将外延片做成平台(mesa)或是沟槽(trench)的结构，这些结构通常会经由刻蚀的方式形成于芯片结构上。由于平台(或沟槽)的高度、深度或宽度的需求都不相同，一般现有的技术会通过电浆辅助化学气相沉积(PECVD)的方式形成 SiOx,SiNx,SiON表层，将该表层来当做刻蚀硬屏蔽。
受限于芯片的材料特性，芯片厚度容易因为应力问题无法长太厚，当要达到足够的高(深)宽比或高度(深度)时(例如大于10μm)，常因刻蚀选择比不同，硬屏蔽厚度不够，导致平台或沟槽边缘有过蚀的问题。因此要制作出厚度够、刻蚀保护力足够的硬屏蔽，相当不容易。
进一步地，半导体激光器针对长时间操作下的老化问题，经常会需要加入钝化层(Passivation Layer)来保护芯片，如果以一般气相沉积(CVD)来制备钝化层时，容易会造成底部侧壁镀膜不均匀、包覆性不佳，导致沉积的薄膜会有细小孔洞抵挡不住水气的侵蚀。在长时间操作下，水气容易由这些较弱的区域侵入芯片本身而造成器件失效。
此外，半导体激光器为了带宽的表现以及焊盘与p极、n极的连接，会需要通过平坦化工艺将芯片使用高分子聚合物如苯并环丁烯 (Benzocyclobutene,BCB)、聚酰亚胺(Polyimide,PI)、聚苯恶唑(Polybenzoxazoles,PBO)等低介电材料来做为填充层，较少使用SiOx,SiNx, SiON等材料。原因在于一般在气相沉积制备下，当介电层厚度过大时，所产生的应力会过大进而导致镀膜裂开或剥落的问题。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种半导体激光器介电层的制作方法，用于施作在半导体激光器的加工制程中，该制作方法包括：提供预备施作的该半导体激光器或半导体激光器半成品；利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器或该半导体激光器半成品上；以及通过将涂布该可流动式介电材料的该半导体激光器或该半导体激光器半成品进行烘烤，以此于该半导体激光器或该半导体激光器半成品的表面上形成屏蔽层、钝化层或平坦化层。
于一实施例中，该可流动式介电材料为甲基倍半硅氧烷(MSQ)、气倍半硅氧烷(HSQ)、有机聚硅氮烷(OPSZ)或全氢聚硅氮烷(PHPS)。
本发明的另一目的，在于提供一种垂直腔面射型激光器的制作方法，包括：提供半导体衬底，该半导体衬底由底层至顶层包括N型半导体衬底、 N型分布式布拉格反射器层、量子井层以及P型分布式布拉格反射器层；利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体衬底上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成第一屏蔽层，利用光刻生成 p-mesa图形，再利用干法刻蚀做出p-mesa结构，进一步通过氧化制程，生成发光孔径并形成半导体激光器半成品；利用所述的超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器半成品上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成第二屏蔽层，利用光刻生成n-mesa图形，再利用干法刻蚀做出n-mesa结构；利用所述的超音波喷涂技术将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器半成品上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化形成钝化层，光刻后镀上P电极及N电极；以及利用所述的超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器半成品上，在氧气环境下烘烤固化形成平坦化层，并执行二次镀金完成所述的垂直腔面射型激光器。
于一实施例中，该可流动式介电材料为甲基倍半硅氧烷(MSQ)、气倍半硅氧烷(HSQ)、有机聚硅氮烷(OPSZ)或全氢聚硅氮烷(PHPS)。
于一实施例中，所提供真空准分子紫外线的波长小于200nm。
于一实施例中，所述的第一屏蔽层厚度为0.5～2μm。
于一实施例中，所述的第二屏蔽层厚度为0.5～3μm。
于一实施例中，所述的钝化层厚度为0.5～2μm。
于一实施例中，所述的平坦化层厚度为5～10μm。
本发明的另一目的，在于提供一种分布式回馈激光二极管的制作方法，包括：提供半导体衬底，该半导体衬底由底层至顶层包括N型半导体衬底、量子井层、间隙壁层、光栅层以及波导层；利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体衬底上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成屏蔽层；涂上光阻利用光刻生成脊状图形；利用干法刻蚀做出脊状结构；去除该光阻与硬屏蔽；利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体衬底上，以令该可流动式介电材料填满该脊状结构，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成一平坦化层；利用光刻生成 P电极图形且利用干法刻蚀在该脊状结构上方生成P电极的位置；经由光刻生成焊垫位置；镀上该P电极与去除残留金属；以及背面抛光研磨并且镀上N电极。
因此，本发明利用超音波雾化喷涂技术并搭配可流动式介电材料，可以实现均匀涂布的涂层，经由不同的固化条件，可以组合出针对不同工艺用途，达成厚度、包覆性、致密性、抗湿、抗腐蚀能力极佳的介电层。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明中所述超音波雾化喷枪喷涂状态示意图；
图2为本发明中半导体激光器介电层制作方法的加工实施例(一)；
图3为本发明中半导体激光器介电层制作方法的加工实施例(二)；
图4为本发明中半导体激光器介电层制作方法的加工实施例(三)；
图5为本发明中半导体激光器介电层制作方法的加工实施例(四)；
图6为本发明中半导体激光器介电层制作方法的加工实施例(五)；
图7为本发明中垂直腔面射型激光器的堆栈示意图(a)至(j)；
图8-1为本发明中垂直腔面射型激光器制作方法的流程示意图(一)；
图8-2为本发明中垂直腔面射型激光器制作方法的流程示意图(二)；
图9为本发明中分布式回馈激光二极管的堆栈示意图(a)至(j)；
图10-1为本发明中分布式回馈激光二极管制作方法的流程示意图(一)；
图10-2为本发明中分布式回馈激光二极管制作方法的流程示意图(二)。
附图标记说明：
V1 超音波雾化喷枪
LD1 半导体激光器半成品
D1 半导体衬底
D2 屏蔽层
D3 平台结构
D4 钝化层
D5 沟槽结构
D6 钝化层
D7 平台结构
D8 平坦化层
D9 沟槽结构
D10 平坦化层
11 N型半导体衬底
12 N型分布式布拉格反射器层
13 量子井层
14 高铝组成氧化孔径层
14-1 发光孔径
15 P型分布式布拉格反射器层
16 第一屏蔽层
17 第二屏蔽层
18 钝化层
19 N电极
20 P电极
21 平坦化层
22 N电极延伸片
23 P电极延伸片
步骤 S101～S111
30 半导体衬底
31 N型半导体衬底
32 量子井层
33 间隙壁层
34 光栅层
35 波导层
36 屏蔽层
37 光阻层
38 脊结构
39 谷豁
40 平坦化层
41 凹槽
42 光阻层
43 焊垫位置
44 P电极
45 N电极
步骤 S201～S210。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下。再者，本发明中的附图，为说明方便，其比例未必按实际比例绘制，而有夸大的情况，该等附图及其比例非用以限制本发明的范围。
以下针对本发明的其中一实施例进行说明，请参阅图1至图6，揭示本发明中所述超音波雾化器喷涂状态示意图及半导体激光器介电层制作方法的加工实施例(一)至(五)，如图所示。
于本发明所提出半导体激光器介电层的制作方法中，可以包括使用以下几项设备：超音波雾化器、旋转平台、晶圆烤箱以及光刻机。以下针对上面的设备分别进行说明，需注意的是，上述的设备为实现本发明所需的基础设备，于事实上依据产品的需求尚可能在制程中使用除上述设备以外的其他设备或是将上述的设备以其他相似的设备替代，该等实施例于硬件配置上的变化非属本发明所欲限制的范围，在此先予叙明。
所述的超音波雾化器主要是利用电子高频震荡的方式，通过陶瓷雾化片的高频谐振，将可流动式介电材料的液态分子结构打散进一步产生雾化效果，无需对材料进行加热。所述的可流动式介电材料例如可以是甲基倍半硅氧烷(MSQ)、气倍半硅氧烷(HSQ)、有机聚硅氮烷(OPSZ)或全氢聚硅氮烷(PHPS)等，或其他类似可以生成SiOx、SiNx、SiON表层的流动式材料，于本发明中不予以限制。
所述的旋转平台用以承载半导体激光器或半导体激光器半成品，通过该旋转平台在超音波雾化器对半导体激光器或半导体激光器半成品进行喷涂的同时，旋转半导体激光器或半导体激光器半成品，以此提升半导体激光器或半导体激光器半成品涂布的均匀度。于其中一实施例中，在超音波雾化器适当调整喷射角度及喷射口径或在半导体激光器或半导体激光器半成品仅须局部喷涂的情况下，可以省略旋转平台的设置；又于另一实施例中，亦可以通过在该超音波雾化器上配置移动载台的方式(例如旋转载台、机械手臂等)，变更超音波雾化器的喷头方向，以此达到均匀涂布的效果，该等实施例的变化于本发明中并不予以限制。于更佳实施例中，亦可以是同时经由旋转平台转动半导体激光器半成品并同时通过在该超音波雾化器上配置移动载台的方式(例如旋转载台、机械手臂等)，对半导体激光器半成品进行喷涂。
所述的晶圆烤箱用以烘烤半导体激光器或半导体激光器半成品，于本发明中，该晶圆烤箱进一步配置有紫外线光源，以此于烘烤半导体激光器或半导体激光器半成品的同时提供真空准分子紫外线照射半导体激光器或半导体激光器半成品的表层，以此固化喷涂于半导体激光器或半导体激光器半成品上的可流动式介电材料，以生成SiOx、SiNx、SiON表层。
所述的光刻机(Mask Aligner)用于微影制程中执行光刻工艺的设备，通过提供雷射于半导体的表面配合光掩模以形成曝光图样。于一实施例中，该光刻可以是步进式光刻机或扫描式光刻机，于本发明中不予以限制。其中所述微影制程的步骤包括光阻剂涂布、软烤、曝光、显影、硬烤、刻蚀以及去除光阻几个步骤，由于微影制程的方法非属本发明所欲限制的范围，在此不予以赘述。
关于涂布方式，本实施例是以超音波雾化的方式将可流动式介电材料喷涂在芯片表面(如图1所示)，其中所使用的超音波雾化器可以是一超音波雾化喷枪V1，用以对芯片LD1进行喷涂，于本发明中不予以限制；将调配好浓度的液态介电材料填充至超音波雾化喷枪V1内，并以适当的超音波频率震动溶液，将材料经由该超音波雾化喷枪V1的喷嘴喷涂至芯片LD1 表面，搭配着可程控的行进路径以及喷涂角度，能使喷涂的材料均匀涂布至芯片LD1上。其中，介电材料涂布厚度可经由喷涂的次数决定，于0.1μm 到10μm之间皆能自由调整，通过超音波雾化喷涂方式不会有应力产生剥落或裂开的问题。经由选择适当的可流动式介电质材料、与可流动式介电质材料的浓度及其配合的固化条件，可以得到均匀涂布的SiOx,SiNx,SiON。此外，本发明除了芯片工艺需要SiOx,SiNx,SiON的场合皆能以此加工方式取代外，在需要低介电系数的平坦化工艺中，也能利用此方法制备，以此降低时间成本并提升产品的质量。
如图2所示，例如以刻蚀屏蔽层为目标的加工方式：将可流动式介电质材料依据目标厚度选择需要的浓度并装入超音波雾化喷枪V1内，接着以超音波雾化的方式将材料喷涂至芯片表面，依据想要得到最终涂层的厚度与材料比例选择固化方式，就能依光刻制程做出想要的图形与结构，例如图2，于半导体衬底D1上形成屏蔽层D2。
如图3及图4所示，例如以钝化层为目标的加工方式：将可流动式介电质材料依目标厚度选择需要的浓度并装入喷枪(超音波雾化器)内，接着以超音波雾化的方式将材料喷涂至芯片表面，依据想要得到最终涂层的厚度与材料比例选择固化方式，接着就能得到抗湿、抗腐蚀、高效能且保形性佳的钝化层。于一实施例中，依据芯片结构不同，可以应用于如图3的平台结构D3，用以于平台结构D3上形成钝化层D4；或是应用于如图4的沟槽结构D5，用以于沟槽结构D5上形成钝化层D6。
如图5及图6所示，例如以平坦化层为目标的加工方式：将可流动式介电质材料依目标厚度选择需要的浓度并装入喷枪(超音波雾化器)内，接着以超音波雾化的方式将材料喷涂至芯片表面，依据想要得到最终涂层的厚度，选择喷涂次数与固化方式，接着就能得到想要的结构，形成低介电系数的平坦化层，帮助芯片高频表现。于一实施例中，可以应用于如图5的平台结构D7，用以于平台结构D7上形成平坦化层D8；或是应用于如图6 的沟槽结构D9，用以于沟槽结构D9上形成平坦化层D10。
以下请一并参阅图7、图8-1及图8-2，为本发明中垂直腔面射型激光器的堆栈示意图(a)至(j)、本发明中垂直腔面射型激光器制作方法的流程示意图(一)以及流程示意图(二)，如图所示。
首先，如图7中流程(a)所示，于制程中，先提供一半导体衬底10(半导体激光半成品)(步骤S101)，该半导体衬底10由底层至顶层包括N型半导体衬底11(例如n-GaAs)、N型分布式布拉格反射器层12(n-DBR)、量子井层13(MQW)、高铝组成氧化孔径层14(例如Al0.98Ga0.02As)、P型分布式布拉格反射器层15(p-DBR)。于本实施例中以砷化镓(GaAs)衬底的垂直腔面射型激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)为例，但材料不限于砷化镓(GaAs)，在此先予叙明。
于制程中，一开始先利用超音波雾化器将可流动式介电材料(例如 PHPS)喷涂于该半导体衬底10上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成第一屏蔽层16(步骤S102)，接着，如图7中流程(b)所示，通过光刻制程于该第一屏蔽层16上生成p-mesa图形(步骤S103)；其中，所述的真空准分子紫外线的波长例如可以小于200nm，于一具体应用实施例中，该真空准分子紫外线的波长例如可以是126nm、172nm、193nm等或是在上述数值上下误差率范围为10％的数值，于本发明中不予以限制；烤箱的烘烤温度介于80℃-200℃之间，于一具体应用实施例中，该烘烤温度例如可以介于80℃～90℃、90℃～100℃、100℃～110℃、110℃～120 ℃、120℃～130℃、130℃～140℃、140℃～150℃、150℃～160℃、 160℃～170℃、170℃～180℃、180℃～190℃或190℃～200℃之间，于本发明中不予以限制；所形成第一屏蔽层16(SiNx硬屏蔽层)厚度介于0.5μm～2.0μm之间，于一具体应用实施例中，该第一屏蔽层16厚度例如可以是介于0.5μm～0.6μm、0.6μm～0.7μm、0.7μm～0.8μm、0.8μm～0.9μm、 0.9μm～1.0μm、1.0μm～1.1μm、1.1μm～1.2μm、1.2μm～1.3μm、1.3μm～1.4μm、1.4μm～1.5μm、1.5μm～1.6μm、1.6μm～1.7μm、1.7μm～1.8μm、1.8μm～1.9μm 或1.9μm～2.0μm之间，于本发明中不予以限制。
如图7中流程(c)所示，于p-mesa图形定义完成后，可以再利用干法刻蚀制程(Dryetching)做出如图7中流程(d)的p-mesa结构1A成形(步骤S104)；其中所述的p-mesa结构1A高度为2μm～5μm，由于使用了超音波雾化喷涂技术，在半导体衬底10上形成的SiNx硬屏蔽层厚度够厚，使得能调整的刻蚀参数区间够大，一者，SiNx硬屏蔽层能有效挡住干法刻蚀，保留完整无破损的平台(mesa)，二来也能刻蚀出底脚(footing)，且侧壁与底部接近垂直的结构。刻蚀完成后，将第一屏蔽层16以反应离子刻蚀(Reactive-Ion Etching,RIE)或缓冲氧化物刻蚀(Buffered Oxide Etchant,BOE)去除干净。
接续，如图7中流程(d)所示，通过将高铝组成氧化孔径层14通过氧化制程生成发光孔径14-1，以此获得半导体激光器半成品(步骤S105)。所述的氧化制程例如可以是在高温400℃～450℃的水平石英炉管内，将半导体激光器半成品以晶舟载放于炉内，并以流量计控制通入水蒸气(10～1000 sccm)，控制时间10分钟～300分钟，将高铝组成氧化孔径层14氧化，氧化完成的发光孔径14-1介于1～10μm。于一具体应用实施例中，所述的水平石英炉管的温度例如可以介于400～405℃、405～410℃、410～415℃、 415～420℃、420～425℃、425～430℃、430～435℃、435～440℃、440～445 ℃、445～450℃之间，于本发明中不予以限制；于一具体应用实施例中，通入水蒸气的流量例如可以介于10～100sccm、100～200sccm、200～300sccm、 300～400sccm、400～500sccm、500～600sccm、600～700sccm、700～800sccm、800～900sccm、900～1000sccm之间，于本发明中不予以限制；于一具体应用实施例中，氧化完成的发光孔径14-1例如可以介于1.0～2.0μm、2.0～3.0 μm、3.0～4.0μm、4.0～5.0μm、5.0～6.0μm、6.0～7.0μm、7.0～8.0μm、8.0～9.0 μm、9.0～10.0μm之间，于本发明中不予以限制。
接续，如图7中流程(e)所示，再利用所述的超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器半成品上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成第二屏蔽层17(步骤S106)；其中，所述的真空准分子紫外线的波长小于200nm，于一具体应用实施例中，该真空准分子紫外线的波长例如可以是126nm、172nm、193nm、222nm等或是在上述数值上下误差率范围为10％的数值，于本发明中不予以限制；烤箱的烘烤温度介于 80℃-200℃之间，于一具体应用实施例中，该烘烤温度例如可以介于80 ℃～90℃、90℃～100℃、100℃～110℃、110℃～120℃、120℃～130 ℃、130℃～140℃、140℃～150℃、150℃～160℃、160℃～170℃、 170℃～180℃、180℃～190℃或190℃～200℃之间，于本发明中不予以限制；所形成第二屏蔽层17(SiNx硬屏蔽层)厚度介于0.5μm～3.0μm之间，于一具体应用实施例中，该第二屏蔽层17厚度例如可以是介于 0.5μm～0.6μm、0.6μm～0.7μm、0.7μm～0.8μm、0.8μm～0.9μm、0.9μm～1.0μm、 1.0μm～1.1μm、1.1μm～1.2μm、1.2μm～1.3μm、1.3μm～1.4μm、1.4μm～1.5μm、 1.5μm～1.6μm、1.6μm～1.7μm、1.7μm～1.8μm、1.8μm～1.9μm、1.9μm～2.0μm、 1.9μm～2.0μm、2.0μm～2.1μm、2.1μm～2.2μm、2.2μm～2.3μm、2.3μm～2.4μm、 2.4μm～2.5μm、2.5μm～2.6μm、2.6μm～2.7μm、2.7μm～2.8μm、2.8μm～2.9μm 或2.9μm～3.0μm之间，于本发明中不予以限制。
接续，如图7中流程(f)所示，利用光刻生成n-mesa图形，再利用干法刻蚀做出n-mesa结构1B(步骤S107)；其中所述的n-mesa结构1B高度为5～12μm，由于使用了超音波雾化喷涂技术，同样地，所形成的SiNx硬屏蔽层厚度够厚，使得能调整的刻蚀参数区间够大，且侧壁因为有此喷涂技术，包覆性良好，使刻蚀过程中，能完整包护侧壁不受到过蚀影响，做出底脚(footing)，且侧壁与底部接近垂直的结构。
接续，如图7中流程(g)所示，再利用所述的超音波喷涂技术将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器半成品上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化形成钝化层18(步骤S108)，通过上述工艺所形成的钝化层 18具有抗湿与抗腐蚀的特性，能使可靠度大幅度提升；其中，所述的真空准分子紫外线的波长小于200nm，于一具体应用实施例中，该真空准分子紫外线的波长例如可以是126nm、172nm、193nm、222nm等或是在上述数值上下误差率范围为10％的数值，于本发明中不予以限制；烤箱的烘烤温度介于80℃-200℃之间，于一具体应用实施例中，该烘烤温度例如可以介于80℃～90℃、90℃～100℃、100℃～110℃、110℃～120℃、 120℃～130℃、130℃～140℃、140℃～150℃、150℃～160℃、160 ℃～170℃、170℃～180℃、180℃～190℃或190℃～200℃之间，于本发明中不予以限制；所形成钝化层18(SiNx)厚度介于0.5μm～2.0μm之间，于一具体应用实施例中，该钝化层18厚度例如可以是介于0.5μm～0.6μm、 0.6μm～0.7μm、0.7μm～0.8μm、0.8μm～0.9μm、0.9μm～1.0μm、1.0μm～1.1μm、 1.1μm～1.2μm、1.2μm～1.3μm、1.3μm～1.4μm、1.4μm～1.5μm、1.5μm～1.6μm、 1.6μm～1.7μm、1.7μm～1.8μm、1.8μm～1.9μm或1.9μm～2.0μm之间，于本发明中不予以限制。
接续，如图7中流程(h)所示，通过光刻制程后，一次镀金将N电极 19及P电极20镀上去(步骤S109)。
接续，如图7中流程(i)所示，接续，再利用所述的超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器半成品上，在氧气环境下烘烤固化形成平坦化层21(SiOx)(步骤S110)，通过平坦化制程，可以提供芯片更好的高频表现；其中，烤箱的烘烤温度介于80℃-200℃之间，于一具体应用实施例中，该烘烤温度例如可以介于80℃～90℃、90℃～100℃、100 ℃～110℃、110℃～120℃、120℃～130℃、130℃～140℃、140℃～150 ℃、150℃～160℃、160℃～170℃、170℃～180℃、180℃～190℃或190℃～200℃之间，于本发明中不予以限制；该平坦化层21的厚度介于5.0μm～10.0μm之间，于一具体应用实施例中，该平坦化层21厚度例如可以是介于5.0μm～5.5μm、5.5μm～6.0μm、6.0μm～6.5μm、6.5μm～7.0μm、 7.0μm～7.5μm、7.5μm～8.0μm、8.0μm～8.5μm、8.5μm～9.0μm、9.0μm～9.5μm 或9.5μm～10.0μm之间，于本发明中不予以限制。
最终，如图7中流程(j)所示，接着再完成二次镀金形成N电极延伸片 22及P电极延伸片23后，完成所述的垂直腔面射型激光器(步骤S111)。
以下请一并参阅图9、图10-1、及图10-2，为本发明中分布式回馈激光二极管制作方法的堆栈示意图(a)至(j)、本发明中分布式回馈激光二极管制作方法的流程示意图(一)以及流程示意图(二)，如图所示。
有关于本发明中分布式回馈激光二极管制作方法的其中一实施例如下：如图9中流程(a)所示，于制程中，先提供一半导体衬底30(半导体激光半成品)(步骤S201)；该半导体衬底30由底层至顶层包括N型半导体衬底31(例如磷化铟衬底n-InP)、量子井层32(MQW,例如可以是砷化镓铟InGaAs)、间隙壁层33(Spacer)、光栅层34(Grating,例如可以是磷砷化镓铟InGaAsP)、波导层35(waveguide layer,例如可以是磷化铟p-InP)。
接续，如图9中流程(b)所示，利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体衬底上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成屏蔽层36(步骤S202)。
接续，如图9中流程(c)所示，涂上光阻形成光阻层37，利用光刻生成脊状图形(ridge)(步骤S203)。
接续，如图9中流程(d)所示，利用干法刻蚀做出脊结构38(步骤S204)；在此所述的脊结构38中间包括复数个谷豁39。其中，该谷豁39的深度介于1.0～5.0um之间，于一具体应用实施例中，该谷豁39的深度例如可以介于1.0～1.5um、1.5～2.0um、2.0～2.5um、2.5～3.0um、3.0～3.5um、3.5～4.0um、4.0～4.5um、4.5～5.0um之间，于本发明中不予以限制。
接续，如图9中流程(e)所示，去除光阻层37与硬屏蔽(步骤S205)。
接续，如图9中流程(f)所示，利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体衬底上，以令该可流动式介电材料填满脊结构38，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成一平坦化层40(步骤S206)。
接续，如图9中流程(g)所示，利用光刻生成P电极图形且利用干法刻蚀在脊结构38上方生成P电极44的凹槽41(步骤S207)。
接续，如图9中流程(h)所示，提供光阻剂至半导体激光半成品上，以形成光阻层42，经由光刻生成焊垫位置43(步骤S208)。
接续，如图9中流程(i)所示，镀上该P电极44与去除残留金属(步骤 S209)。
最终，如图9中流程(j)所示，背面抛光研磨并且镀上N电极45，完成分布式回馈激光二极管(步骤S210)。
综上所述，本发明利用超音波雾化喷涂技术并搭配可流动式介电材料，可以实现均匀涂布的涂层，经由不同的固化条件，可以组合出针对不同工艺用途，达成厚度、包覆性、致密性、抗湿、抗腐蚀能力极佳的介电层。
以上已将本发明做一详细说明，惟以上所述者，仅为本发明之一较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种垂直腔面射型激光器的制作方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底，该半导体衬底由底层至顶层包括N型半导体衬底、N型分布式布拉格反射器层、量子井层以及P型分布式布拉格反射器层；
利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体衬底上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成第一屏蔽层，利用光刻生成p-mesa图形，再利用干法刻蚀做出p-mesa结构，进一步通过氧化制程，生成发光孔径并形成半导体激光器半成品；
利用所述的超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器半成品上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成第二屏蔽层，所述第二屏蔽层包护该半导体激光器半成品侧壁，利用光刻生成n-mesa图形，再利用干法刻蚀做出n-mesa结构；
利用所述的超音波喷涂技术将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器半成品上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化形成钝化层，光刻后镀上P电极及N电极；以及
利用所述的超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器半成品上，在氧气环境下烘烤固化形成平坦化层，并执行二次镀金完成所述的垂直腔面射型激光器；
该可流动式介电材料为甲基倍半硅氧烷、氢倍半硅氧烷、有机聚硅氮烷；
其中所述的n-mesa结构高度为5~12µm。
2.如权利要求1所述的垂直腔面射型激光器的制作方法，其特征在于，该有机聚硅氮烷为全氢聚硅氮烷。
3.如权利要求1所述的垂直腔面射型激光器的制作方法，其特征在于，所提供的所述真空准分子紫外线的波长小于200 nm。
4. 如权利要求1所述的垂直腔面射型激光器的制作方法，其特征在于，所述的第一屏蔽层厚度为0.5µm ~2 µm。
5.如权利要求1所述的垂直腔面射型激光器的制作方法，其特征在于，所述的第二屏蔽层厚度为0.5µm ~3 µm。
6.如权利要求1所述的垂直腔面射型激光器的制作方法，其特征在于，所述的钝化层厚度为0.5µm ~2 µm。
7.如权利要求1所述的垂直腔面射型激光器的制作方法，其特征在于，所述的平坦化层厚度为5µm ~10 µm。
8.一种分布式回馈激光二极管的制作方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底，该半导体衬底由底层至顶层包括N型半导体衬底、量子井层、间隙壁层、光栅层以及波导层；
利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体衬底上，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成屏蔽层；
涂上光阻利用光刻生成脊状图形；
利用干法刻蚀做出脊结构；
去除光阻与硬屏蔽；
利用所述超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体衬底上，以令该可流动式介电材料填满所述脊结构，以真空准分子紫外线在氮气环境下烘烤固化以形成一平坦化层；
利用光刻生成P电极图形且利用干法刻蚀在所述脊结构上方生成P电极的位置；
经由光刻生成焊垫位置；
镀上该P电极与去除残留金属；以及
背面抛光研磨并且镀上N电极；
该可流动式介电材料为甲基倍半硅氧烷、氢倍半硅氧烷、有机聚硅氮烷；
所述的脊结构中间包括多个谷豁；其中，该谷豁的深度介于1.5~5.0um之间。
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